专利名称：一种叶轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体发动机中的叶轮结构，适用于风力发电机、漫流水域的水力发电机、安装于船舶上的叶轮装置。
背景技术：
现有技术中叶轮在流体中转动时，叶轮上的叶片在旋转一周当中，相对位置是不变的。叶轮转动中非做功的半周，在流体的作用下，起到阻碍的作用，降低了功率传递效果。
发明内容
本发明的目的是提高叶轮功率传递效果。
本发明是一种叶轮，叶片架(1)靠近转轴(4)的一端沿转轴(4)的同一圆周上均匀分布地安装在转轴(4)上，其特征在于每个叶片(2)的一端均铰接在相应叶片架(1)上远离转轴(4)的端部上。
在每个叶片架(1)上，耳板(6)固定在叶片架(1)远离转轴(4)的端部上，挡块(3)固定在耳板(6)上，叶片翻转轴(5)安装在耳板(6)上的孔中，叶片(2)的一端固定在叶片翻转轴(5)上。
本发明的有益之处为叶片可翻转式安装在动力传递的转轴上，叶轮置于流体中，在流体冲力的作用下，叶轮上与流体运动方向一致的半边叶片组紧贴在叶片架上，阻止流体通过，起到推动叶轮转动的作用。叶轮上与流体运动方向相反的半边叶片组受流体冲力作用，在耳板上绕叶片转轴发生翻转，使叶片表面与流体流线平行，最大限度降低流体对叶轮的反转作用力。这样在叶轮受到连续的流体冲力作用时，叶轮开始连续转动，同时带动叶轮转轴一起转动，把流体的流动动能转变为旋转的机械能输出。
本发明应用在风力发电机上时，叶轮转轴垂直地面，不论风向如何变化，叶轮转向总是一个方向旋转，在风速相等的条件下，叶轮转轴的输出功率相等；当该叶轮置于流动的水中，可作为不定向小型水力发电机叶轮，如作为海洋航标指示灯的发电机；当该叶轮作为船舶叶轮，在整个置于水中工作时，可降低对水回带所产生的阻力。
图1是本发明的结构图，也是本发明第一个实施例的结构图，其中图1(a)为主视图；其中图1(b)为俯视图。
图2是本发明第二个实施例的结构图，其中其中图2(a)为主视图；其中图2(b)为俯视图。
图3是本发明第三个实施例的结构图，其中其中图3(a)为主视图；其中图3(b)为俯视图。
图4是本发明第四个实施例的结构图，其中其中图4(a)为主视图；其中图4(b)为俯视图。
具体实施例方式
图1为本发明第一个实施例的结构图。第一个实施例为单排单片叶轮结构。单片是指在每个叶片架(4)上安装了一片叶片(2)。单排是指在转轴(4)的同一圆周上安装了一排叶轮。
如图1所示，叶片架(1)靠近转轴(4)的一端沿转轴(4)的同一圆周上均匀分布地安装在转轴(4)上，每个叶片(2)的一端均铰接在相应叶片架(1)上远离转轴(4)的端部上。叶轮由叶片架(1)、固定叶片转轴的耳板(6)、限制叶片转角的挡块(3)、叶片(2)及叶片翻转轴(5)组成，其中耳板(6)固定在叶片架(1)上，挡块(3)固定在耳板(6)上，叶片翻转轴(5)安装在耳板(6)的孔中，可自由转动，叶片(2)的一端固定在叶片翻转轴(5)上。叶片翻转轴(5)的轴心线平行于转轴(4)的轴心线。
叶轮置于流体中，在流体冲力的作用下，叶轮上与流体运动方向一致的叶片(2)紧贴在叶片架(1)上，阻止流体通过，起到推动叶轮转动的作用。叶轮上与流体运动方向相反的叶片(2)受流体冲力作用，在耳板(6)上绕叶片转轴(5)发生翻转，使叶片(2)的表面与流体流线平行，最大限度降低流体对叶轮的反转作用力。挡块(3)用于限制叶片(2)的最大翻转角，图1(b)中箭头(7)表示流体运动方向。在叶轮受到连续的流体冲力作用时，叶轮开始连续转动，同时带动叶轮转轴(4)一起转动，把流体的流动动能转变为旋转的机械能输出。
图2为本发明第二个实施例的结构图。第二个实施例为多排单片叶轮结构。单片是指在每个叶片架(4)上安装了一片叶片(2)。多排是指在转轴(4)的不同圆周上各安装了一排叶轮。
如图2所示，在转轴(4)上的不同圆周上安装有(K1、K2、K3)三排叶轮。第二个实施例的单个叶片受力较小，在不加大叶片重量、提高刚性的前提下，可加大流体冲力的作用面积，提高输出动力。
图3为本发明第三个实施例的结构图。第三个实施例为单排多片叶轮结构。多片是指在每个叶片架(4)上安装了至少2片叶片(2)。单排是指在转轴(4)的同一圆周上安装了一排叶轮。
如图3所示，在同一叶片架(1)上，沿转轴(4)的径向方向上至少安装有2个耳板(6、6′)，在相应耳板(6、6′)上分别安装了挡块(3、3′)，叶片翻转轴(5、5′)分别安装在相应的耳板(6、6′)的孔中，叶片(2、2′)的一端分别固定在相应的叶片翻转轴(5、5′)上。
如图3(b)所示，叶片(2、2′)安装在叶片架(1)的同一侧。
第三个实施例在加大了叶轮的有效作用半径，提高输出动力的前提下，单个叶片的转动惯量较小，不影响叶片翻转的灵敏度。
图4为本发明第四个实施例的结构图。第四个实施例为多排多片叶轮结构。多片是指在每个叶片架(4)上安装了至少2片叶片(2)。多排是指在转轴(4)的不同圆周上各安装了一排叶轮。
如图4所示，在转轴(4)上的不同圆周上至少安装有2排叶轮，在同一叶片架(1)上，沿转轴(4)的径向方向上至少安装有2个耳板(6、6′)，在相应耳板(6、6′)上分别安装了挡块(3、3′)，叶片翻转轴(5、5′)分别安装在相应的耳板(6、6′)的孔中，叶片(2、2′)的一端分别固定在相应的叶片翻转轴(5、5′)上。
第四个实施例在单个叶片受力较小、不加大叶片刚性及转动惯量的前提下，从轴向、径向放大叶轮整体结构尺寸，加大流体冲力对叶轮的作用面积，提高输出动力。
权利要求
1.一种叶轮，叶片架(1)靠近转轴(4)的一端沿转轴(4)的同一圆周上均匀分布地安装在转轴(4)上，其特征在于每个叶片(2)的一端均铰接在相应叶片架(1)上远离转轴(4)的端部上。
2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于在每个叶片架(1)上，耳板(6)固定在叶片架(1)远离转轴(4)的端部上，挡块(3)固定在耳板(6)上，叶片翻转轴(5)安装在耳板(6)上的孔中，叶片(2)的一端固定在叶片翻转轴(5)上。
3.根据权利要求1、2所述的叶轮，其特征在于叶片翻转轴(5)的轴心线平行于转轴(4)的轴心线。
4.根据权利要求1、2所述的叶轮，其特征在于在转轴(4)上的不同圆周上至少安装有2排叶轮。
5.根据权利要求1、2所述的叶轮，其特征在于在同一叶片架(1)上，沿转轴(4)的径向方向上至少安装有2个耳板(6、6′)，在相应耳板(6、6′)上分别安装了挡块(3、3′)，叶片翻转轴(5、5′)分别安装在相应的耳板(6、6′)的孔中，叶片(2、2′)的一端分别固定在相应的叶片翻转轴(5、5′)上。
6.根据权利要求5所述的叶轮，其特征在于叶片(2、2′)安装在叶片架(1)的同一侧。
7.根据权利要求1、5所述的叶轮，其特征在于在转轴(4)上的不同圆周上至少安装有2排叶轮，在同一叶片架(1)上，沿转轴(4)的径向方向上至少安装有2个耳板(6、6′)，在相应耳板(6、6′)上分别安装了挡块(3、3′)，叶片翻转轴(5、5′)分别安装在相应的耳板(6、6′)的孔中，叶片(2、2′)的一端分别固定在相应的叶片翻转轴(5、5′)上。
全文摘要
一种叶轮，其目的是提高叶轮功率传递效果，其叶片架(1)靠近转轴(4)的一端沿转轴(4)的同一圆周上均匀分布地安装在转轴(4)上，其特征在于每个叶片(2)的一端均铰接在相应叶片架(1)上远离转轴(4)的端部上。在每个叶片架(1)上，耳板(6)固定在叶片架(1)远离转轴(4)的端部上，挡块(3)固定在耳板(6)上，叶片翻转轴(5)安装在耳板(6)上的孔中，叶片(2)的一端固定在叶片翻转轴(5)上。
文档编号F03B1/00GK1865696SQ20051009632
公开日2006年11月22日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年11月3日
发明者刘本善, 赵学 申请人:兰州理工大学